Путешествие внутрь кристалла

Что же такое алмаз? Почему он обладает своими особыми, чудесными свойствами?

Парадоксально, но изумительный, сверкающий бриллиант и черный, тусклый карандашный грифель, которым мы пишем, в химическом отношении — родные братья. Оба они — две разновидности одного и того же элемента углерода *.

Не сразу раскрыли это ученые. Долгое время в науке держались всевозможные теории о составе алмаза. Первым в 1704 году высказал идею об углеродной природе алмаза Исаак Ньютон. В своей книге «Оптика» он писал о горючести алмаза. Великий ученый составил таблицу, в которой поместил величины отношений «преломляющей силы различных веществ к их плотности». Вот некоторые данные из таблицы Ньютона:

Воздух	5 208
Стекло	5 436
Оливковое масло	12 607
Алмаз	14 556

Ньютон, сопоставив величины преломления масел и смол, сделал вывод о том, что алмаз — это «сгустившееся маслянистое вещество».

Как писал академик С. И. Вавилов (редактор перевода «Оптики» на русский язык), «по преломляющей способности алмаза Ньютон, таким образом, угадал углеродную природу алмаза». А ведь во времена Ньютона не существовало и самого Слова «углерод».

Лишь в конце XVIII века опытным путем была установлена углеродная природа этого драгоценного камня. В 1797 году Смитсон Теннан, практикующий врач из Кембриджа, решил узнать, из чего состоит алмаз. Для опыта он пожертвовал бриллиантом из своего перстня. Теннан тщательно взвесил алмаз, а потом поместил в золотой футляр, наполнив его строго определенным количеством чистого кислорода. Наглухо запаяв золотую темницу алмаза, Теннан стал нагревать футляр. Вскоре алмаз полностью сгорел. Утверждение В. Гюго о том, что «никакое тление не может коснуться алмаза», как видим, было опровергнуто еще задолго до того, как были сказаны эти слова. В определенных условиях и алмаз подвержен тлению (напомним, что тление — медленное окисление).

Исследовав и взвесив содержимое футляра после сожжения бриллианта, Теннан установил, что футляр заполнен чистым углекислым газом. Вычтя из веса этого газа вес кислорода, ученый доказал, что к кислороду присоединилось ровно столько же углерода, сколько весил сгоревший алмаз **.

Так была доказана не только горючесть, но и углеродная природа алмаза, ибо углекислый газ есть не что иное, как смесь двух частей кислорода и одной части углерода. Лавуазье также установил родство алмаза и углерода, а в 1814 году английский ученый Дэви опытным путем подтвердил, что алмаз — разновидность углерода. Как теперь известно, алмаз сгорает в струе чистого кислорода при 800 градусах, а при нагревании до 2500 градусов без доступа воздуха превращается в графит.

* Известна и третья разновидность углерода — карбин. Он обладает полупроводниковыми свойствами и фотопроводимостью. Получен карбин в Институте элементоорганических соединений Академии наук СССР А. М. Сладковым и другими учеными.

** Однако еще лет за двадцать до Теннана опыты сжигания алмазов рроизВодил русский ученый А. М. Карамышев. Вот что говорится об этом В старинной книге «Сочинение о драгоценных камнях» (СПб, 1779): «Г-н Обер-БергМейстер Карамышев, в лаборатории Его Превосходительства Карла Фёдоровича Круза (в Горном училище, ныне Горном институте. — Г. М.), в присутствии некоторых любопытных мужей, в четверть часа сожег три алмаза нарочитой величины».